Cuscinetti con finitura galvanica
Finitura superficiale delle parti lavorate a CNC è un processo vitale in termini di funzionalità, durata e aspetto. La finitura grezza non è accettabile per la maggior parte delle applicazioni e richiede fasi di post-elaborazione.
È possibile applicare numerosi approcci di finitura superficiale per le parti lavorate a CNC in base ai requisiti di materiale e finitura. Il tipico processo di finitura comprende sabbiatura, placcatura, lucidatura e verniciatura. E in questo articolo, discuteremo dei diversi processi di placcatura e della loro importanza.
Cos'è una finitura galvanica?
Il processo di placcatura prevede la copertura di parti lavorate a CNC con un sottile strato protettivo di un metallo diverso. Lo scopo principale della placcatura è alterare le proprietà della superficie, come rugosità, resistenza alla corrosione, resistenza all'usura e resistenza. Potrebbe essere necessario migliorare le proprietà originali della superficie del substrato (parti o materiale che devono essere placcati) per le applicazioni, mentre la placcatura può realizzare le parti come desiderato.
Esistono quattro tipi di processo di placcatura: placcatura elettrolitica, placcatura senza elettrolisi, placcatura meccanica e placcatura per immersione.
Per saperne di più: galvanica vs placcatura senza elettricità
Processo di galvanica
Parte con finiture galvaniche
La galvanica utilizza l'elettrolisi per depositare il sottile strato protettivo sulla superficie delle parti. La soluzione elettrolitica è responsabile dell'elettrodeposizione sulla superficie del substrato. La galvanica prevede la tecnica di depositare un metallo su un altro attraverso l'idrolisi. Questo metodo viene spesso utilizzato per migliorare l'estetica o proteggere il metallo dalla corrosione. Tra le varie forme ci sono il rame, l'argento e la cromatura. L'immagine sopra mostra un componente con una straordinaria finitura galvanica, caratterizzato dalla sua superficie straordinariamente liscia e dalle encomiabili proprietà anticorrosione e antiattrito.
Come funziona la galvanica?
Il funzionamento della galvanica si basa sul principio dell'elettrolisi. È costituito da anodo, catodo, elettrolita e fonti di alimentazione CC.
| Catodico | Il substrato è collegato al terminale negativo della fonte di alimentazione. |
| Anodo | Il metallo desiderato sulla superficie è collegato al terminale positivo. |
| Soluzione elettrolitica | Contiene gli ioni di metallo che devono depositarsi sulla superficie del substrato e facilitano anche l'ossidazione dell'anodo. |
Comprendiamo il funzionamento del processo di galvanica con an esempio di ramatura su superficie zincata.
Galvanotecnica di Cu sulla superficie di Zn
Il rame puro è collegato al terminale positivo (anodo) e lo zinco al terminale negativo (catodo). Entrambi gli elettrodi sono immersi nella soluzione elettrolitica contenente ioni di rame (CuSo4). Dopo la fornitura di corrente elettrica, il rame (anodo) viene sottoposto al processo di ossidazione. Gli ioni di rame vengono disciolti nella soluzione elettrolitica e viaggiano verso il substrato di zinco caricato negativamente. Il movimento continuo degli ioni di rame (cationi) verso lo zinco forma uno strato di rame sulla superficie dello zinco.
Lo spessore, la qualità e l'uniformità della deposizione dipendono da varie variabili di controllo, come la grandezza della corrente, la distanza tra due elettrodi e la temperatura dell'elettrolita.
- Temperatura: La giusta temperatura dell'elettrolita facilita il trasferimento di massa e riduce la resistenza all'elettrolisi.
- Distanza degli elettrodi: Dopo la dissoluzione dello ione metallico di placcatura, viaggia verso il catodo. Se lo spazio è troppo grande, riduce il tasso di deposizione.
- Grandezza corrente: L'entità della corrente che scorre attraverso il circuito decide il tasso di ossidazione dell'anodo e produce di conseguenza gli ioni per la deposizione.
Materiali per galvanica
La galvanica può essere applicata al Parti lavorate a CNC di qualsiasi materiale conduttivo, inclusi ferro, acciaio, ottone, alluminio, zinco e argento. Tuttavia, l'ultima tecnologia consente anche l'utilizzo su parti non metalliche.
Correlato: Materiali comuni per la lavorazione CNC
I seguenti sono i materiali più popolari utilizzati per placcare vari substrati.
- Gold
- Rame
- Argento
- cromo
- Zinco
- Ottone
- Nichel
- Titanio, ecc.
Il materiale migliore per la galvanica dipende dal materiale del substrato e dalle proprietà che si desidera aggiungere. Ad esempio, il rame è l'opzione migliore per aumentare la conduttività elettrica, mentre l'oro potrebbe essere la scelta ideale per la decorazione.
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Placcatura senza elettricità
Parti con finitura galvanica
Come suggerisce il nome, la placcatura chimica si riferisce allo sviluppo di uno strato di placcatura sulla superficie del substrato senza utilizzare il processo di elettrolisi. La placcatura chimica è anche chiamata rivestimento di conversione o placcatura autocatalitica.
È il processo di creazione di uno strato protettivo che impiega la deposizione chimica di ioni. Se ricordi, la galvanica funziona bene solo per substrati conduttivi. Uno dei vantaggi più significativi di questo approccio include la placcatura di parti o materiali non conduttivi, come la plastica.
Come funziona la placcatura chimica?
Il processo di placcatura chimica utilizza un agente riducente per formare gli ioni del metallo di placcatura, che vengono depositati sulla superficie del substrato attraverso agenti catalizzatori e formano uno strato protettivo.
Comprendiamo il funzionamento della placcatura chimica con un esempio di nichelatura su una superficie in acciaio. La soluzione di solfato di nichel (NiSO4 [H2O]6 ) funziona come fonte di ioni nichel e l'agente riducente ipofosfito di sodio (NaH2PO2 H2O) ossidare il solfato di nichel per creare gli ioni di nichel, che si depositano sulla superficie dell'acciaio.
Altre soluzioni come il citrato di triammonio [(NH4)3C6H5O7)] sono anche usati nel processo come tampone A o agente complesso blando (Marca, 2014)
Materiali per placcatura chimica
Rame, nichel, argento, titanio e altri metalli possono placcare molti substrati, incluse parti metalliche e non metalliche. L'agente riducente, l'agente complesso e la soluzione tampone appropriati sono fondamentali per ottenere risultati di qualità.
Placcatura ad immersione
La placcatura per immersione si riferisce al rivestimento di un substrato con un sottile strato protettivo di un altro metallo immergendolo nella soluzione di quel metallo. Il requisito principale per la placcatura per immersione è che il metallo del substrato deve essere meno nobile del metallo della placcatura.
Crea un sottile strato protettivo rispetto all'elettrolisi e alla galvanica. Questo approccio di placcatura è vantaggioso per rendere le parti resistenti alla corrosione, aumentare la durezza e alterare la conduttività elettrica.
Come funziona la placcatura per immersione?
Il processo di placcatura per immersione utilizza una soluzione che contiene il metallo di rivestimento. La soluzione metallica di rivestimento sposta gli ioni metallici del substrato dalla superficie. È anche noto come placcatura di spostamento poiché un metallo si sposta per formare uno strato di rivestimento.
Il fenomeno si verifica a causa del maggiore potenziale di ossidazione del metallo spostato. Comprendiamo un esempio di placcatura in rame su una superficie in acciaio. Quando l'acciaio è immerso nella soluzione contenente ioni di rame, il ferro sposta il rame dalla soluzione poiché il rame ha più potenziale di ossidazione del ferro.
Fe+Cu2+ = Cu+Fe2+ 【di Stanley Hirsch, Charles Rosenstein]
La deposizione del metallo di rivestimento si interrompe quando la superficie del metallo di base è completamente ricoperta. Lo spessore della placcatura viene influenzato da diverse variabili, come la temperatura, la velocità di reazione e la qualità della superficie.
Materiali per galvanica ad immersione
Molti metalli e leghe, tra cui ferro, acciaio, rame, zinco e alluminio, sono adatti per la placcatura ad immersione. Nelle applicazioni industriali Oro, Argento, Rame, Stagno, Zinco, Platino, Rodio e Rutenio sono i metalli più utilizzati per creare un rivestimento protettivo.
Placcatura meccanica
Parti meccaniche placcate
La placcatura meccanica viene eseguita immergendo il materiale di base nel mezzo di placcatura. È un approccio economico per rivestire rapidamente molte parti, con maggiori vantaggi rispetto alla zincatura. Questo processo richiede parti metalliche pulite e prive di contaminazioni e può essere utilizzato a temperatura ambiente. Tuttavia, una temperatura leggermente elevata può accelerare il processo.
Come funziona la placcatura meccanica?
Il metallo di base viene immerso nel tamburo di placcatura contenente la polvere/soluzione del metallo di rivestimento. Altri materiali sono anche nel tamburo di placcatura, come sfere di vetro e particelle di silicio, che martellano il polvere di rivestimento nella superficie del substrato una volta che il tamburo inizia a ruotare.
Materiali per placcatura meccanica
Zinco, cadmio, stagno, rame e alluminio sono i materiali comunemente usati per rivestire la superficie del substrato con un approccio di placcatura meccanica. Tuttavia, lo zinco è un metallo molto utilizzato tra questi.
Differenze tra rivestimento e placcatura
Differenze tra rivestimento e placcatura
Il rivestimento e la placcatura sono due diverse tecniche di finitura superficiale utilizzate in vari settori, tra cui la lavorazione dei metalli e l'elettronica.
Rivestimento si riferisce al processo di applicazione di un sottile strato di materiale su un substrato per fornire la finitura, la protezione o il miglioramento delle prestazioni desiderati. I rivestimenti possono essere applicati utilizzando vari metodi, tra cui pennello, spruzzatura, immersione o applicazione elettrostatica. Esempi di rivestimenti includono vernice, verniciatura a polvere e anodizzazione.
Placcatura comporta la deposizione di un sottile strato di metallo su un substrato. La placcatura viene tipicamente eseguita tramite galvanica, in cui un oggetto metallico viene immerso in una soluzione contenente ioni del metallo da depositare. Una corrente elettrica viene quindi fatta passare attraverso la soluzione, facendo sì che gli ioni metallici si leghino alla superficie dell'oggetto. La placcatura viene utilizzata per migliorare l'aspetto, la resistenza alla corrosione e la conduttività del substrato.
Importanza della placcatura in metallo
Abbiamo discusso quattro approcci di placcatura in metallo per la finitura superficiale. I principali vantaggi della placcatura includono la resistenza alla corrosione, il miglioramento della conduttività e l'uso estetico. Tuttavia, ogni processo di placcatura presenta vantaggi unici nella finitura superficiale delle parti lavorate a CNC. Parliamo dell'importanza fondamentale della finitura galvanica.
- Protezione dalla corrosione
È l'unico scopo di qualsiasi finitura di placcatura sulle parti lavorate a CNC. Lo sviluppo di uno strato protettivo di metallo con una resistenza alla corrosione superiore rende le parti resistenti alla corrosione, anche in un ambiente umido.
- Attrazione estetica
L'aspetto estetico è essenziale nell'industria manifatturiera, dai semplici strumenti meccanici ai gioielli ben progettati che necessitano di un aspetto accattivante. Una finitura galvanica può essere applicata su parti metalliche e non metalliche per migliorarne l'aspetto. Ad esempio, la zincatura su acciaio fornisce una superficie argentata lucida.
- Resistenza all'usura
Il rivestimento di uno strato protettivo di metallo duro sulla superficie dei materiali di base migliora la durezza e lo rende resistente all'usura. Ad esempio, l'alluminio diventa più resistente agli amidi e all'usura dopo la placcatura in zinco sulla superficie.
- Miglioramento della conducibilità elettrica e termica
La placcatura è il metodo più efficiente ed economico per migliorare la conducibilità termica ed elettrica di varie parti. Ad esempio, la placcatura in rame viene utilizzata nelle parti elettroniche per renderle altamente conduttive elettricamente.
- Finitura superficiale uniforme
La placcatura offre una finitura superficiale uniforme e lo spessore dello strato di placcatura si sviluppa uniformemente sulla superficie del substrato. L'elettrodeposizione consente la creazione dello strato di materiale galvanico con la consistenza desiderata su tutta la superficie.
Applicazione della placcatura
| Placcatura decorativa | Per aggiungere uno strato esteticamente gradevole a gioielli, posate e altri oggetti decorativi. |
| Placcatura protettiva | Per proteggere da corrosione, usura e strappi e per migliorare la durata complessiva delle parti metalliche utilizzate in vari settori come quello automobilistico, aerospaziale ed elettronico. |
| Galvanotecnica | Per migliorare la conduttività elettrica delle parti metalliche utilizzate nell'elettronica e nelle apparecchiature elettriche. |
| Placcatura biomedica | Per riparare o sostituire ossa o tessuti danneggiati in procedure mediche come la chirurgia ortopedica. |
| Placcatura dura | Per aumentare la durezza e la resistenza all'usura delle parti metalliche utilizzate in varie applicazioni industriali. |
| Placcatura su plastica |
Migliorare le proprietà fisiche e/o elettriche di parti in plastica utilizzato in vari settori come quello automobilistico, elettronico e dei beni di consumo. |
Conclusione
La placcatura è senza dubbio uno degli approcci di finitura superficiale più efficaci ed economici per un’ampia gamma di materiali. In base alle specifiche della finitura richiesta, vari metalli possono essere placcati in parti create mediante lavorazione CNC o altri metodi di produzione.
È possibile applicare quattro metodi di placcatura distinti a parti o materiali per modificarne le proprietà superficiali. Il metodo, l'attrezzatura e l'esperienza giusti sono fondamentali per ottenere risultati di placcatura ottimali. Boda si distingue come il vostro esperto di placcatura di superficie, offrendo varie opzioni di finitura superficiale, inclusa l'ambita finitura di placcatura. Se sei alla ricerca di servizi di produzione su richiesta per dare vita al tuo progetto, fidati Bodao, i tuoi esperti di placcatura superficiale, per essere il tuo partner collaborativo più prezioso.
FAQ
Quali sono i vantaggi della finitura superficiale galvanica?
La placcatura è l'approccio conveniente per personalizzare le proprietà della superficie del materiale o delle parti. Offre un'eccellente resistenza alla corrosione, all'usura e allo strappo, durata e un aspetto lucido.
Qual è la differenza tra placcatura chimica e per immersione?
La differenza fondamentale tra immersione e placcatura chimica è che non utilizza alcun agente riducente o soluzione catalitica per la deposizione.
Quale approccio di placcatura è il migliore per il mio progetto di lavorazione CNC?
Dipende da vari fattori, come il tipo di materiale, le specifiche richieste, il costo, le applicazioni finali delle parti e molti altri.
Bibliografia
- Marca, A. (2014). Contatti placcati in nichel-rame Contatti placcati in nichel-rame su c-Si: dall'elaborazione microelettronica alla produzione economica di celle solari in silicio. ResearchGate.
- di Stanley Hirsch e Charles Rosenstein. (nd). PLACCATURA AD IMMERSIONE. New York: Leeam Consultants Ltd., New Rochelle.